一种掺烧VOCs气体的锅炉燃烧系统及方法与流程

一种掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统及方法
技术领域
1.本发明涉及锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统及方法。


背景技术：

2.炼焦vocs气体(挥发性有机化合物)含有苯、酚、甲醛等有机物，除了对人体感官有刺激之外，还会对人体粘膜产生刺激并导致病态，更为严重的是其具有基因毒性和致癌性，而且在自然环境下又难以降解。vocs已被列入强行治理的行列之中，并且治理方式较为繁多,常用的方法主要有冷凝回收法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法以及引入煤气负压系统法等。
3.相关技术中，采用燃烧法对vocs气体进行处理时，需要单独设置燃烧设备并添加大量助燃剂或催化剂，利用燃料对vocs气体进行燃烧处理，使vocs气体在高温下能够降解，使得vocs气体的处理成本较高。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种vocs气体的处理成本低的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统。
5.本发明的实施例提出一种vocs气体的处理成本低的掺烧vocs气体的方法。
6.本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统包括锅炉、二次风箱和储气罐，所述二次风箱设于所述锅炉上，所述二次风箱的出口与所述锅炉连通，以便向所述锅炉内输送二次风；所述储气罐用于储存vocs气体，所述储气罐与所述二次风箱连通，以便二次风携带vocs气体进入所述锅炉内进行燃烧。
7.本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统包括气体压缩机，所述气体压缩机具有进口端和出口端，所述气体压缩机的进口端与所述储气罐连通，所述压缩机的出口端与所述二次风箱连通，所述气体压缩机用于将所述储气罐内的vocs气体加压至第一预设压力值后输送至所述二次风箱内。
8.在一些实施例中，所述第一预设压力值400pa～500pa。
9.在一些实施例中，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统包括换热器，所述换热器具有进气口和出气口，所述换热器的进气口与所述气体压缩机的出口端连通，所述换热器的出气口与所述二次风箱连通，所述换热器用于将vocs气体加热至第一预设温度后输送至所述二次风箱内。
10.在一些实施例中，所述第一预设温度为300℃-350℃。
11.在一些实施例中，所述换热器为板式换热器。
12.在一些实施例中，所述换热器的进气口通过第一气体管路与所述气体压缩机的出口端连通，所述第一气体管路上设有流量控制阀，所述流量控制阀用于控制进入所述锅炉内的vocs气体的流量。
13.在一些实施例中，所述锅炉具有烟气出口，所述换热器具有换热介质进口和换热介质出口，所述锅炉的烟气出口与所述换热器的换热介质进口连通，在所述换热器内与vocs气体换热后的烟气通过所述换热器的换热介质出口排出。
14.在一些实施例中，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统还包括引风机，所述引风机与所述换热器的换热介质出口连通，以便排出在所述换热器内换热后的烟气。
15.本发明实施例的掺烧vocs气体的方法该方法基于上述任一实施例中所述的锅炉燃烧系统，包括：
16.当所述锅炉负荷大于90％bmcr时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为15％；
17.当所述锅炉负荷在70-90％bmcr时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为10％；
18.当所述锅炉负荷在50-70％bmcr时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为5％。
19.本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统在使用过程中，首先将产生的vocs气体储存在储气罐内进行收集，然后将储气罐储存的vocs气体输送至二次风箱内，通过二次风将vocs气体携带进入锅炉内进行燃烧，使得vocs气体可以利用锅炉燃烧产生的高温(1500℃左右)，使vocs气体进行燃烧分解，无需助燃剂和催化剂可充分燃烧vocs气体，实现对vocs气体的能量回收利用。与相关技术相比，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统仅需要新增储气罐和输送vocs气体管路即可，不用单独设置燃烧装置以及添加大量助燃剂和催化剂对vocs气体进行燃烧处理，在实现对vocs气体能量回收的同时，还大大节省设备成本以及燃料成本，使得vocs气体的处理成本较低。
20.因此，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统具有vocs气体的处理成本低等优点。
附图说明
21.图1是本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统的示意图。
22.附图标记：
23.锅炉1；烟气出口101；
24.二次风箱2；
25.储气罐3；
26.气体压缩机4；
27.换热器5；进气口501；出气口502；换热介质进口503；换热介质出口504；
28.第一气体管路6；
29.流量控制阀7；
30.引风机8。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.下面参照附图来详细描述本技术的技术方案。
33.本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统包括锅炉1、二次风箱2和储气罐3。二次风箱2设于锅炉1上，二次风箱2的出口与锅炉1连通，以便向锅炉1内输送二次风。储气罐3用于储存vocs气体，储气罐3与二次风箱2连通，以便二次风携带vocs气体进入锅炉1内进行燃烧。
34.需要说明的是，化工废气可以通过压力管道从化工厂引出，管道压力等级为2kpa-5kpa，储气罐可以保存48h化工废气源排放废气总量。
35.本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统在使用过程中，首先将产生的vocs气体储存在储气罐3内进行收集，然后将储气罐3储存的vocs气体输送至二次风箱2内，通过二次风将vocs气体携带进入锅炉1内进行燃烧，使得vocs气体可以利用锅炉1燃烧产生的高温(1500℃左右)，使vocs气体进行燃烧分解，无需助燃剂和催化剂可充分燃烧vocs气体，实现对vocs气体的能量回收利用。与相关技术相比，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统仅需要新增储气罐3和输送vocs气体管路即可，不用单独设置燃烧装置以及添加大量助燃剂和催化剂对vocs气体进行燃烧处理，在实现对vocs气体能量回收的同时，还大大节省设备成本以及燃料成本，使得vocs气体的处理成本较低。
36.因此，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统具有vocs气体的处理成本低等优点。
37.在一些实施例中，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统包括气体压缩机4，气体压缩机4具有进口端和出口端，气体压缩机4的进口端与储气罐3连通，压缩机的出口端与二次风箱2连通，气体压缩机4用于将储气罐3内的vocs气体加压至第一预设压力值后输送至二次风箱2内。
38.可以理解的是，利用气体压缩机4将vocs气体进行压缩后再输送至二次风箱2内，有利于提高vocs气体的输送效率，从而有利于提高vocs气体的燃烧效率，进而有利于提高vocs气体的处理效率。
39.可选地，第一预设压力值400pa～500pa，例如，第一预设压力值为450pa。可以理解的是，二次风箱2内二次风的压力一般为几十帕，由于vocs气体在输送管道内会产生压降，通过将第一预设压力值设为400pa～500pa，以便于vocs气体在压降后的压力仍然能够与二次风的压力大致保持相同，以便于二次风能够携带vocs气体顺利进入锅炉1内，从而有利于提高本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统的工作可靠性。
40.在一些实施例中，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统包括换热器5，换热器5具有进气口501和出气口502，换热器5的进气口501与气体压缩机4的出口端连通，换热器5的出气口502与二次风箱2连通，换热器5用于将vocs气体加热至第一预设温度后输送至二次风箱2内。
41.可以理解的是，二次风一般是通过预热后再通过二次风箱2输送进锅炉1内进行燃烧的，通过换热器5将vocs气体加热后再通过二次风携带至锅炉1内，可以避免vocs气体的温度对二次风的温度产生影响，有利于提高锅炉1燃烧可靠性。
42.可选地，第一预设温度为300℃-350℃，例如，第一预设温度为320℃。将第一预设温度为300℃-350℃，使得vocs气体的温度能够与二次风的温度保持大致相同，以避免vocs气体的温度对二次风的温度产生影响，有利于进一步提高锅炉1的燃烧可靠性。
43.在一些实施例中，换热器5为板式换热器。
44.可以理解的是，板式换热器5的优点是体积紧凑，同等换热量下体积仅为管式换热器5的一半左右，可以减小占地面积；另外，板式换热器5还具有阻力小的优点，有利于提高对vocs气体输送效率。
45.在一些实施例中，换热器5的进气口501通过第一气体管路6与气体压缩机4的出口端连通，第一气体管路6上设有流量控制阀7，流量控制阀7用于控制进入锅炉1内的vocs气体的流量，以便于根据锅炉1的燃烧情况对进入锅炉1内的vocs气体的流量进行调节，使得对进入锅炉1内的vocs气体的量控制方便。
46.在一些实施例中，锅炉1具有烟气出口101，换热器5具有换热介质进口503和换热介质出口504，锅炉1的烟气出口101与换热器5的换热介质进口503连通，在换热器5内与vocs气体换热后的烟气通过换热器5的换热介质出口504排出。
47.例如，如图1所示，锅炉1的烟气出口101排出的高温烟气通过换热器5的换热介质进口503进入至换热器5内，进入换热器5内的高温烟气与进入换热器5内的vocs气体换热后经过换热器5的换热介质出口504排出。由此，利用锅炉1产生的高温烟气来实现对vocs气体的加热，实现对高温烟气能量的回收利用，无需再单独设置换热介质对vocs气体进行加热，进一步有利于降低对vocs气体的处理成本。
48.在一些实施例中，本发明实施例的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统还包括引风机8，引风机8与换热器5的换热介质出口504连通，以便排出在换热器5内换热后的烟气。
49.本发明实施例的掺烧vocs气体的方法，该方法基于上述任一实施例中所述的锅炉燃烧系统，包括：
50.当锅炉负荷大于90％锅炉最大连续蒸发量时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为15％。
51.当锅炉负荷在70％-90％锅炉最大连续蒸发量时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为10％。
52.当锅炉负荷在50％-70％锅炉最大连续蒸发量时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为5％。
53.例如300mw机组满负荷运行热二次总量2000m3/h左右，废气经加热后的掺烧体积流量约为300m3/h左右。
54.例如300mw机组满负荷运行热二次总量2000m3/h左右，废气经加热后的掺烧体积流量约为200m3/h左右。
55.例如300mw机组满负荷运行热二次总量2000m3/h左右，废气经加热后的掺烧体积流量约为100m3/h左右。
56.本发明实施例的掺烧vocs气体的方法通过将掺烧vocs气体的总量与锅炉1的最大连续蒸发量(bmcr)进行合理的匹配，避免掺烧vocs气体而影响锅炉1的正常燃烧，使得掺烧的vocs气体的能够充分利用锅炉1内燃煤燃烧产生的高温(1500℃)来使vocs气体进行充分燃烧，以避免向锅炉1内加入燃烧剂和催化剂进行助燃，使得本发明实施例的掺烧vocs气体的方法处理成本较低。
57.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
58.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
59.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
61.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
62.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，包括：锅炉；二次风箱，所述二次风箱设于所述锅炉上，所述二次风箱的出口与所述锅炉连通，以便向所述锅炉内输送二次风；和储气罐，所述储气罐用于储存vocs气体，所述储气罐与所述二次风箱连通，以便二次风携带vocs气体进入所述锅炉内进行燃烧。2.根据权利要求1所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，包括气体压缩机，所述气体压缩机具有进口端和出口端，所述气体压缩机的进口端与所述储气罐连通，所述压缩机的出口端与所述二次风箱连通，所述气体压缩机用于将所述储气罐内的vocs气体加压至第一预设压力值后输送至所述二次风箱内。3.根据权利要求2所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，所述第一预设压力值400pa～500pa。4.根据权利要求2所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，包括换热器，所述换热器具有进气口和出气口，所述换热器的进气口与所述气体压缩机的出口端连通，所述换热器的出气口与所述二次风箱连通，所述换热器用于将vocs气体加热至第一预设温度后输送至所述二次风箱内。5.根据权利要求4所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，所述第一预设温度为300℃-350℃。6.根据权利要求4所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，所述换热器为板式换热器。7.根据权利要求4所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，所述换热器的进气口通过第一气体管路与所述气体压缩机的出口端连通，所述第一气体管路上设有流量控制阀，所述流量控制阀用于控制进入所述锅炉内的vocs气体的流量。8.根据权利要求4所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，所述锅炉具有烟气出口，所述换热器具有换热介质进口和换热介质出口，所述锅炉的烟气出口与所述换热器的换热介质进口连通，在所述换热器内与vocs气体换热后的烟气通过所述换热器的换热介质出口排出。9.根据权利要求8所述的掺烧vocs气体的锅炉燃烧系统，其特征在于，还包括引风机，所述引风机与所述换热器的换热介质出口连通，以便排出在所述换热器内换热后的烟气。10.一种掺烧vocs气体的方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-9中任一项所述的锅炉燃烧系统，包括：当所述锅炉负荷大于90％bmcr时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为15％；当所述锅炉负荷在70-90％bmcr时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为10％；当所述锅炉负荷在50-70％bmcr时，掺烧vocs气体的总量占二次风体积比例为5％。

技术总结
本发明涉及锅炉燃烧技术领域且公开了一种掺烧VOCs气体的锅炉燃烧系统及方法，所述掺烧VOCs气体的锅炉燃烧系统包括锅炉、二次风箱和储气罐，所述二次风箱设于所述锅炉上，所述二次风箱的出口与所述锅炉连通，以便向所述锅炉内输送二次风，所述储气罐用于储存VOCs气体，所述储气罐与所述二次风箱连通，以便二次风携带VOCs气体进入所述锅炉内进行燃烧。本发明实施例的掺烧VOCs气体的锅炉燃烧系统具有VOCs气体的处理成本低等优点。VOCs气体的处理成本低等优点。VOCs气体的处理成本低等优点。


技术研发人员：杜健民 杜智华 方顺利 马山海 吕田 张向宇 刘家利 张喜来 王志超 姚伟 李兴智 董玉才
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/9/7